1、第二节 化学能与电能,Cu,Zn,稀硫酸,Zn2+,H+,H+,电流计,【复习回顾】,现象：Zn片不断溶解；Cu片上有气泡产生，Zn片？,，（ Zn片没有！ ）,Cu,Zn,溶液中阴阳离子的定向移动,Zn2+,负极,正极,静电作用,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,氧化反应,还原反应,负极,正极,电子沿导线传递，产生电流,阳离子,失去电子,得到电子,阴离子,正极,负极,SO42-,原电池工作原理小结,练习2已知空气-锌电池的电极反应为： 锌粒：Zn + 2OH2e = ZnO + H2O 石墨：O2 + H2 + 2e = 2OH，锌片是（ ） A正极，并
2、被还原 B正极，并被氧化 C负极，并被还原 D负极，并被氧化,练习1下列烧杯中盛有稀硫酸，能够形成原电池并且铁为正极的是（ ）,D,C,Zn 2e- = Zn 2+,Zn 2e- = Zn 2+,2H+ + 2e- = H2 ,Cu2+ + 2e- = Cu,总反应 : Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2 ,总反应: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu,或 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,负极（锌片）：,正极（石墨）：,负极（锌片）：,正极（铜片）：,或,或,一、如何书写电极反应方程式,1、负极：较活泼金属（a）电极反应：a-ne-
3、=an+ (氧化反应),电极反应方程式的书写方法,2、正极：较不活泼金属或非金属（b）电极反应： Cm+ + me- = C(还原反应),注意：正负极得失电子数要相等。,3、总反应： 总反应（离子方程式）= 负极反应+正极反应,练习3：书写电极反应方程式,2Al 6e- = 2Al 3+,Cu 2e- = Cu2+,6H+ + 6e- = 3H2 ,2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+,总反应 : 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2 ,总反应: Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+,或 2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2,或 Cu+2FeCl3 =
4、2FeCl2+CuCl2,负极：,正极：,负极：,正极：,或,或,2Ag+ + 2e- = 2Ag,总反应 : Fe + 2Ag+ = Fe2+ + 2Ag,负极：,正极：,或,Fe 2e- = Fe2+,或 Fe+2AgNO3=2Fe(NO3)2+2Ag,1）化学电池有三大类型：、 、 .,一次性电池 二次电池 燃料电池,2）特点： 一次电池：不可充电，如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池） 二次电池：可循环利用，放电过程是将 能转化为 能；充电过程是将 能转化为 能。 燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，最理想的燃料是 。,（1）产物为水，无污染 （2）与其它能源比，反应
5、相同质量，放出能量多 （3）来源广,化学 电,电 化学,H2,二、发展中的化学电源,：Zn-2e- = Zn 2+,：2NH4+ +2e- = 2NH3+ H2,：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+H2,（锌筒）,（石墨）,总反应,讨论 干电池用久后会有什么现象？试解释出现这种现象的原因。,应用 广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。,1.干电池（锌锰电池）使用最早的化学电池，属于一次性电池。,铅蓄电池,2.充电电池（又称二次电池，能够重复使用）,总反应：,（Pb）,:Pb + SO42- -2e- = PbSO4,（PbO2）,:PbO2+4H+SO42-+2e- =PbS
6、O4+2H2O,Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4+2H2O,电池工作一段时间后，电解质溶液PH值 。,升高,或 Pb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O,优点：可反复使用 缺点：污染大,3、锂电池,锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。,4、新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。,氢氧燃料电池工作原理,b.电解质溶液: 盐酸酸性负极 : 正极: 总反应：,a.电解质溶液:KOH溶液碱性负极:正极: 总反应：,氢氧燃料电池
7、,2H2+4OH4e-4H2O,O22H2O 4e-4OH,2H2O22H2O,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e- =2H2O,2H2O22H2O,反应原理,电极: Pt制作的惰性电极,燃料,氧化剂,O2,练习6燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是( ) Aa极是负极，该电极上发生氧化反应 Bb极反应是O24OH4e = 2H2O C总反应方程式为2H2O2 = 2H2O D氢氧燃料电池是具有应用前景的绿色电源。,练习5锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，
8、某种锂电池的总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是( ) A、 Li是正极，电极反应为Li e- = Li+ B、 Li是负极，电极反应为Li e- = Li+ C、 MnO2是负极，电极反应为MnO2 + e- = MnO2- D、 Li是负极，电极反应为Li 2e- = Li2+,B,B,UltraCell XX25燃料电池 笔记本电脑可连续工作 三个工作日。,西门子发电(PG)集团 燃料电池发电机组,燃料电池机器人,铃木ionis 燃料电池概念车,三、原电池原理的应用,加快反应速率：形成原电池，反应速率加快例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量Cu
9、SO4以加快反应速率。 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀。,判断金属活动性的强弱,练习4某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池，锌为负极，此金属是 A镁 B铁 C铝 D铜,B,请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。,设计原电池步骤： 1、拆分出2个电极反应 2、选择电极材料和电解质溶液。,Fe 2e - = Fe 2+Cu2+ +2e - = Cu,制作化学电源,1、电解液： 。 2、电极材料：正极 ，负极 。 3、电极反应式 ： 负极: . 正极: .
10、,和,CuSO4 溶液,铜片,铁片,3、Cu+2FeCl3 = 2FeCl2+CuCl2,练习5：请将下列反应设计成原电池：,1、Sn+H2SO4=SnSO4+H2,2、Zn+2AgNO3=2Zn(NO3)2+2Ag,1,2,3,练习6下列实验室制取少量气体的方法最好的是（ ） A、加热高锰酸钾溶液制取氧气 B、用碳酸钙和稀硫酸制取二氧化碳 C、用纯锌和稀硫酸制取氢气 D、用粗锌和稀硫酸制取氢气,D,练习7钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是（ ） A、Sn B、Zn C、Cu D、Ag,B,练习8某原电池总反应离子方程式为2Fe3+Fe3Fe2不能实现该反应的原电池是
11、 ( ) A. Cu片，Fe片，电解质为FeCl3 溶液 B. 石墨，Fe片，电解质为Fe(NO3)3 溶液 C. Zn片，Fe片，电解质为Fe2(SO4)3溶液 D. Ag片，Fe片，电解质为FeCl3 溶液,C,【讨论】是否越活泼金属一定作负极，活泼性较弱金属一定作正极？,不一定,【例】将Al片和Cu片用导线连接,插入浓硝酸中将Al片和Cu片用导线连接,插入NaOH溶液中分别形成原电池: （1）在这两组原电池中,负极分别是_、_ （2）写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:,金属的活泼是相对于电解质溶液来说的，先能与电解质溶液反应的做负极,负极： Cu -2e- = Cu2+ 正极： 4
12、H+ +2NO3 + 2e- = 2NO2 +2H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3=2NO2 + Cu2+ + 2H2O,Cu片,Al片,1、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）,A. A是锌，B是铜，C为稀硫酸 B. A是铜，B是锌，C为稀硫酸 C. A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D. A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液,D,随堂检测,2、对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是（ ） 锌片溶解了32.5g 锌片增加了32.5g 铜片上析出1g氢气 铜
13、片上析出2 g 氢气 A、 和 B、 和 C、 和 D、 和,A,3、镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行： Cd(OH)22Ni(OH)2 Cd2NiO(OH)2H2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是( ) A. Cd(OH)2 B. Ni(OH)2 C. Cd D. NiO(OH),B,4、以Mg片和Al片为电极，并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是（ ） A.Mg片作负极，电极反应：Mg2eMg2+ B. 电子从Mg电极沿导线流向Al电极 C. Al片作负极，电极反应：Al4OH3eAlO22H2O D.Al片上有气泡产生,C,6、有一种纽扣微型电池，其电极分别是Ag2O和Zn。电解池是KOH溶液，所以俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn+2OH2e=Zn(OH)2； Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH下列说法正确的是（ ） 锌为负极，Ag2O为正极 放电时，正极附近pH值上升 放电时，负极附近溶液pH值降低 溶液中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动 A B C D,C,5、下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是 （ ） ABa(OH)28H2O与NH4Cl的反应 B铝片与盐酸的反应 C甲烷与氧气的反应 D石灰石的分解反应,BC,
